3D ပုံနှိပ်ပစ္စည်းများတွင် အလူမီနာမှုန့် တိုးတက်မှု
Northwestern Polytechnical University ရဲ့ ဓာတ်ခွဲခန်းထဲကို လျှောက်သွားရင်း အလင်းရောင်နဲ့ ကုသတဲ့ ဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခု။3D ပရင်တာ အနည်းငယ် မြည်နေပြီး လေဆာရောင်ခြည်သည် ကြွေရည်ထဲတွင် တိကျစွာ ရွေ့လျားနေသည်။ နာရီအနည်းငယ်အကြာတွင်၊ ပဟေဠိကဲ့သို့ ရှုပ်ထွေးသောဖွဲ့စည်းပုံရှိသော ကြွေအူတိုင်တစ်ခုကို အပြည့်အဝတင်ပြထားပြီး လေယာဉ်အင်ဂျင်များ၏ တာဘိုင်ဒလက်များကို သွန်းလုပ်ရန် အသုံးပြုမည်ဖြစ်သည်။ စီမံကိန်းကို တာဝန်ယူထားသော ပါမောက္ခ Su Haijun က နူးညံ့သိမ်မွေ့သော အစိတ်အပိုင်းကို ညွှန်ပြပြီး “လွန်ခဲ့သော သုံးနှစ်က ကျွန်ုပ်တို့သည် ဤမျှတိကျမှုအကြောင်း မတွေးရဲပါ။ အဓိက တိုးတက်မှုကို ဤမသိသာသော အလူမီနာမှုန့်တွင် ဝှက်ထားသည်။”
တစ်ချိန်က အလူမီနာကြွေထည်များသည် နယ်ပယ်တွင် “ပြဿနာကျောင်းသား” ကဲ့သို့ဖြစ်ခဲ့သည်။3D ပုံနှိပ်ခြင်း– ခိုင်ခံ့မှုမြင့်မားခြင်း၊ အပူချိန်ခံနိုင်ရည်မြင့်မားခြင်း၊ အပူလျှပ်ကာကောင်းမွန်ခြင်း၊ သို့သော် တစ်ခါပုံနှိပ်ပြီးသည်နှင့် ပြဿနာများစွာရှိခဲ့သည်။ ရိုးရာလုပ်ငန်းစဉ်များအရ အလူမီနာမှုန့်သည် အရည်ပျော်မှုညံ့ဖျင်းပြီး ပရင့်ခေါင်းကို မကြာခဏပိတ်ဆို့လေ့ရှိသည်။ အပူပေးစက်ဖြင့် ပုံသွင်းစဉ် ကျုံ့နှုန်းသည် ၁၅% မှ ၂၀% အထိမြင့်မားနိုင်ပြီး ကြိုးစားအားထုတ်မှုများစွာဖြင့် ရိုက်နှိပ်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများသည် မီးလောင်သည်နှင့် ပုံပျက်ပြီး အက်ကွဲသွားလိမ့်မည်။ ရှုပ်ထွေးသောဖွဲ့စည်းပုံများလား။ ၎င်းသည် ပို၍ပင် ဇိမ်ခံပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ အင်ဂျင်နီယာများသည် စိတ်အနှောင့်အယှက်ဖြစ်နေကြသည်- “ဤအရာသည် ခေါင်းမာသောအနုပညာရှင်တစ်ဦးကဲ့သို့ ရိုင်းစိုင်းသောအကြံဥာဏ်များရှိသော်လည်း လက်များမလုံလောက်ပါ။”
၁။ ရုရှားဖော်မြူလာ- “ကြွေထည်သံချပ်ကာ” ကို တပ်ဆင်ခြင်းအလူမီနီယမ်မက်ထရစ်
အလှည့်အပြောင်းကာလဟာ ပစ္စည်းဒီဇိုင်းတော်လှန်ရေးကနေ စတင်ခဲ့တာပါ။ ၂၀၂၀ ခုနှစ်မှာ ရုရှားနိုင်ငံ အမျိုးသားသိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (NUST MISIS) မှ ပစ္စည်းသိပ္ပံပညာရှင်တွေဟာ ဆန်းသစ်တီထွင်မှုရှိတဲ့ နည်းပညာတစ်ခုကို ကြေညာခဲ့ပါတယ်။ ရိုးရိုးရှင်းရှင်း အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ်မှုန့်ကို ရောစပ်မယ့်အစား၊ သူတို့ဟာ သန့်စင်တဲ့ အလူမီနီယမ်မှုန့်ကို autoclave ထဲထည့်ပြီး hydrothermal oxidation ကို အသုံးပြုပြီး အလူမီနီယမ်ဘောလုံးပေါ်မှာ နာနိုအဆင့် သံချပ်ကာအလွှာတစ်ခုတင်လိုက်သလို အလူမီနီယမ်အမှုန်တစ်ခုချင်းစီရဲ့ မျက်နှာပြင်ပေါ်မှာ တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်တဲ့ အထူရှိတဲ့ အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ်ဖလင်အလွှာတစ်ခုကို "ကြီးထွား" စေခဲ့ပါတယ်။ ဒီ "core-shell structure" အမှုန့်ဟာ laser 3D printing (SLM နည်းပညာ) အတွင်း အံ့သြဖွယ်ကောင်းတဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသပါတယ်- သန့်စင်တဲ့ အလူမီနီယမ်ပစ္စည်းတွေထက် မာကျောမှု ၄၀% ပိုများပြီး အပူချိန်မြင့်မားတဲ့ တည်ငြိမ်မှုကိုလည်း သိသိသာသာတိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး လေကြောင်းအဆင့်လိုအပ်ချက်တွေနဲ့ တိုက်ရိုက်ကိုက်ညီစေပါတယ်။
စီမံကိန်းခေါင်းဆောင် ပါမောက္ခ အလက်ဇန္ဒား ဂရိုမော့ဗ်က ကွက်ကွက်ကွင်းကွင်း ဥပမာတစ်ခု ပေးခဲ့ပါတယ်- “အတိတ်ကာလက ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းတွေဟာ သုပ်တွေလိုပါပဲ - တစ်ခုချင်းစီဟာ သူတို့ရဲ့ကိုယ်ပိုင်လုပ်ငန်းကို တာဝန်ယူကြပါတယ်။ ကျွန်တော်တို့ရဲ့ အမှုန့်တွေက ဆန်းဒဝှစ်ချ်တွေလိုပါပဲ - အလူမီနီယမ်နဲ့ အလူမီနာတို့ဟာ အလွှာလိုက် ကိုက်ဖြတ်ကြပြီး ဘယ်ဟာမှ တစ်ခုမပါဘဲ မနေနိုင်ပါဘူး။” ဒီခိုင်မာတဲ့ တွဲစပ်မှုက ဒီပစ္စည်းကို လေယာဉ်အင်ဂျင်အစိတ်အပိုင်းတွေနဲ့ အလွန်ပေါ့ပါးတဲ့ ကိုယ်ထည်ဘောင်တွေမှာ သူ့ရဲ့အစွမ်းသတ္တိကို ပြသနိုင်စေပြီး တိုက်တေနီယမ်သတ္တုစပ်တွေရဲ့ နယ်ပယ်ကိုတောင် စိန်ခေါ်လာပါတယ်။
၂။ တရုတ်ပညာ- “အလှဆင်” ကြွေထည်များ၏ မှော်ပညာ
အလူမီနာကြွေထည်ပုံနှိပ်ခြင်း၏ အကြီးမားဆုံးအခက်အခဲမှာ sintering shrinkage ဖြစ်သည် - သင်သည် ရွှံ့စေးရုပ်တုတစ်ခုကို ဂရုတစိုက်နယ်လိုက်ပြီး မီးဖိုထဲရောက်သည်နှင့် အာလူးအရွယ်အစားအထိ ကျုံ့သွားသည်ဟု မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ၎င်းသည် မည်မျှပြိုကွဲသွားမည်နည်း။ ၂၀၂၄ ခုနှစ်အစောပိုင်းတွင် Northwestern Polytechnical University မှ ပါမောက္ခ Su Haijun ၏အဖွဲ့မှ Journal of Materials Science & Technology တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သော ရလဒ်များသည် စက်မှုလုပ်ငန်းကို စတင်ခဲ့သည်- ၎င်းတို့သည် ကျုံ့နှုန်း ၀.၃% သာရှိသော အလူမီနာကြွေထည်အနှစ်ကို ရရှိခဲ့သည်။
လျှို့ဝှက်ချက်ကတော့ ထည့်ဖို့ပါပဲအလူမီနီယမ်မှုန့်အလူမီနာနဲ့ ပေါင်းစပ်ပြီးရင် တိကျတဲ့ “လေထုမှော်” ကို ကစားပါ။
အလူမီနီယမ်မှုန့်ထည့်ပါ- အလူမီနီယမ်မှုန့် ၁၅% ကို ကြွေရည်ထဲသို့ ရောမွှေပါ။
လေထုကို ထိန်းချုပ်ပါ- အလူမီနီယမ်မှုန့် အောက်ဆီဒေးရှင်း မဖြစ်စေရန် sintering အစတွင် အာဂွန်ဓာတ်ငွေ့ကာကွယ်မှုကို အသုံးပြုပါ။
Smart switching: အပူချိန် 1400°C အထိ မြင့်တက်လာသောအခါ၊ လေထုကို လေအဖြစ် ရုတ်တရက် ပြောင်းလဲပေးသည်
နေရာတွင် ဓာတ်တိုးခြင်း- အလူမီနီယမ်အမှုန့်သည် ချက်ချင်းအရည်ပျော်ပြီး အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ အောက်ဆီဒေးရှင်းလုပ်ပြီး ထုထည်ချဲ့ထွင်ခြင်းသည် ကျုံ့ခြင်းကို ချိန်ညှိပေးသည်
၃။ ချည်နှောင်ကိရိယာတော်လှန်ရေး- အလူမီနီယမ်မှုန့်သည် “မမြင်ရသောကော်” အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်။
ရုရှားနှင့် တရုတ်အဖွဲ့များသည် အမှုန့်ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်းတွင် အပြင်းအထန်လုပ်ဆောင်နေကြစဉ်တွင်၊ အလူမီနီယမ်အမှုန့်ကို ချည်နှောင်ပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုသည့် နောက်ထပ်နည်းပညာလမ်းကြောင်းတစ်ခု တိတ်တဆိတ်ရင့်ကျက်လာခဲ့သည်။3D ပုံနှိပ်ခြင်းကော်ကပ်ပစ္စည်းများသည် အများအားဖြင့် အော်ဂဲနစ်ရေဇင်များဖြစ်ပြီး အဆီဖယ်ရှားစဉ် မီးရှို့လိုက်သောအခါ အပေါက်များကျန်ခဲ့လိမ့်မည်။ ပြည်တွင်းအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့၏ ၂၀၂၃ ခုနှစ် မူပိုင်ခွင့်သည် ကွဲပြားသောချဉ်းကပ်မှုကို အသုံးပြုသည်- အလူမီနီယမ်အမှုန့်ကို ရေအခြေခံကော်ကပ်ပစ္စည်းအဖြစ် ပြုလုပ်ခြင်း47။
ပုံနှိပ်နေစဉ်အတွင်း၊ နော်ဇယ်သည် အလူမီနီယမ်မှုန့် ၅၀-၇၀% ပါဝင်သော “ကော်” ကို အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ်မှုန့်အလွှာပေါ်သို့ တိကျစွာ ဖြန်းပေးသည်။ အဆီဖယ်ရှားသည့်အဆင့်သို့ ရောက်သောအခါ၊ ဖုန်စုပ်စက်ကို ဆွဲယူပြီး အောက်ဆီဂျင်ကို ဖြတ်သန်းစေပြီး အလူမီနီယမ်မှုန့်ကို ၂၀၀-၈၀၀°C တွင် အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ ဓာတ်တိုးစေသည်။ ၂၀% ထက်ပိုသော ထုထည်ကျယ်ပြန့်မှု၏ ဝိသေသလက္ခဏာသည် အပေါက်များကို တက်ကြွစွာဖြည့်တင်းစေပြီး ကျုံ့နှုန်းကို ၅% အောက်သို့ လျှော့ချပေးသည်။ “၎င်းသည် ငြမ်းစင်ကို ဖြိုဖျက်ပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် နံရံအသစ်တစ်ခု ဆောက်လုပ်ခြင်း၊ သင့်ကိုယ်ပိုင် အပေါက်များကို ဖြည့်ခြင်းနှင့် ညီမျှသည်” ဟု အင်ဂျင်နီယာတစ်ဦးက ၎င်းကို ဤသို့ဖော်ပြခဲ့သည်။
၄။ အမှုန်များ၏ အနုပညာ- ဂလိုဘယ်အမှုန့်၏ အောင်ပွဲ
အလူမီနာမှုန့်၏ “အသွင်အပြင်” သည် မမျှော်လင့်ဘဲ တိုးတက်မှုများ၏ အဓိကသော့ချက်ဖြစ်လာခဲ့သည် - ဤအသွင်အပြင်သည် အမှုန်ပုံသဏ္ဍာန်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ ၂၀၂၄ ခုနှစ်တွင် “Open Ceramics” ဂျာနယ်တွင် လေ့လာမှုတစ်ခုသည် fused deposition (CF³) printing5 တွင် လုံးပုံသဏ္ဍာန်နှင့် မမှန်သော အလူမီနာမှုန့်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်-
ဂလိုဘယ်အမှုန့်- သဲမှုန်ကဲ့သို့စီးဆင်းပြီး ဖြည့်နှုန်း ၆၀% ကျော်လွန်ကာ ပုံနှိပ်ခြင်းသည် ချောမွေ့ပြီး ချောမွေ့သည်
ပုံမှန်မဟုတ်သော အမှုန့်- ကြမ်းသောသကြားကဲ့သို့ ကပ်ငြိနေပြီး၊ viscosity သည် ၄၀ ဆ ပိုများပြီး နော်ဇယ်သည် အသက်ကို သံသယဝင်စေရန် ပိတ်ဆို့နေသည်
ပိုကောင်းတာက ဂလိုဘယ်အမှုန့်နဲ့ ရိုက်နှိပ်ထားတဲ့ အစိတ်အပိုင်းတွေရဲ့ သိပ်သည်းဆဟာ sintering လုပ်ပြီးနောက် ၈၉% ကျော်သွားပြီး မျက်နှာပြင်ပြီးစီးမှုက စံနှုန်းနဲ့ တိုက်ရိုက်ကိုက်ညီပါတယ်။ “အခု ဘယ်သူက “ရုပ်ဆိုး” အမှုန့်ကို သုံးနေတုန်းလဲ။ ချောမွေ့မှုက တိုက်ခိုက်ရေးထိရောက်မှုပါပဲ!” နည်းပညာရှင်တစ်ဦးက ပြုံးပြီး နိဂုံးချုပ်လိုက်ပါတယ်။
အနာဂတ်- ကြယ်များနှင့် ပင်လယ်များသည် သေးငယ်ပြီး လှပသည်နှင့်အတူ အတူယှဉ်တွဲတည်ရှိသည်
အလူမီနာမှုန့်၏ 3D ပုံနှိပ်တော်လှန်ရေးသည် ပြီးဆုံးသွားပြီမဟုတ်ပါ။ စစ်ဘက်ဆိုင်ရာလုပ်ငန်းသည် တာဘိုဖန်ဓားများထုတ်လုပ်ရန် သုညနီးပါးကျုံ့နိုင်သော အူတိုင်များကို အသုံးပြုရာတွင် ဦးဆောင်လျက်ရှိသည်။ ဇီဝဆေးပညာနယ်ပယ်သည် ၎င်း၏ဇီဝလိုက်ဖက်ညီမှုကို စိတ်ဝင်စားလာပြီး စိတ်ကြိုက်ပြုလုပ်ထားသော အရိုးအစားထိုးပစ္စည်းများကို ရိုက်နှိပ်ထုတ်ဝေလာကြသည်။ အီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်းသည် အပူပျံ့နှံ့စေသော အောက်ခံများကို ပစ်မှတ်ထားခဲ့သည်။ အလူမီနာ၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းနှင့် လျှပ်စစ်မဟုတ်သော စီးကူးနိုင်စွမ်းတို့သည် အစားထိုး၍မရပါ။